Bezpłatna biblioteka techniczna ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ Podwójny obwód elektrownie geotermalne. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Alternatywne źródła energii Dwuobwodowy GeoTEP (rys. 4.2) zawiera wytwornicę pary 4, w której energia cieplna geotermalnej mieszaniny parowo-wodnej wykorzystywana jest do podgrzewania i odparowywania wody zasilającej tradycyjną turbinę parową mokrą 6 z elektrycznym generator 5. Woda geotermalna, która została wykorzystana w generatorze pary, jest pompowana przez pompę 3 do studni powrotnej 2. Oczyszczanie na sucho Woda zasilająca turbinę odbywa się konwencjonalnymi metodami. Pompa zasilająca 8 zawraca kondensat ze skraplacza 7 do wytwornicy pary. W instalacji dwuprzewodowej w obiegu pary nie występują gazy nieskraplające się, dzięki czemu w skraplaczu panuje głębsza próżnia, a sprawność cieplna instalacji wzrasta w porównaniu z instalacją jednoobiegową. Na wylocie z wytwornicy pary pozostałe ciepło wody geotermalnej można, podobnie jak w przypadku jednotorowej elektrowni geotermalnej, wykorzystać na potrzeby zaopatrzenia w ciepło.
Gazy, w tym siarkowodór, dostarczane są z wytwornicy pary do absorbera barbotażowego i rozpuszczane w ściekowej wodzie geotermalnej, po czym wpompowywane są do studni utylicznej. Według danych testowych w budowanym Ocean GeoTPP (Wyspy Kurylskie), 93.97% początkowego siarkowodoru rozpuszcza się w bąbelkowym absorberze. Różnica temperatur w wytwornicy pary zmniejsza entalpię pary świeżej instalacji dwuprzewodowej h1 w porównaniu z pojedynczym obwodem, jednak ogólnie spadek ciepła w turbinie wzrasta z powodu spadku entalpii pary wylotowej h2. Obliczenia termodynamiczne cyklu przeprowadza się jak dla konwencjonalnej elektrociepłowni z turbiną parową (patrz rozdział dotyczący instalacji solarnych turbin parowych). Natężenie przepływu ciepłej wody ze studni geotermalnych dla instalacji o mocy N, kW określa się ze wzoru , kg/s , (4.3) gdzie - różnica temperatur wody geotermalnej na wlocie i wylocie wytwornicy pary, °C, - Wydajność generatora pary. Całkowita sprawność nowoczesnych dwuobwodowych turbin parowych GeoTEPs wynosi 17.27%. W złożach o stosunkowo niskiej temperaturze wód geotermalnych (100-200°C) stosuje się instalacje dwuobiegowe na niskowrzące ciecze robocze (freony, węglowodory). Ekonomicznie uzasadnione jest również wykorzystanie takich instalacji do wykorzystania ciepła wydzielonej wody z jednopętlowych GeoTPP (zamiast wymiennika ciepła na rys. 4.1). W naszym kraju po raz pierwszy na świecie (w 1967 roku) na polu geotermalnym Paratunsky (Kamczatka) pod kierownictwem naukowym Instytut Fizyki Cieplnej Oddziału Syberyjskiego Akademii Nauk ZSRR. Różnica temperatur płynu chłodzącego wynosiła 12...600оC, do skraplacza doprowadzona była zimna woda z rzeki. Paratunka ze średnią roczną temperaturą 5 stоS. Niestety prace te nie zostały opracowane ze względu na dawną taniość paliw kopalnych. Obecnie JSC „Kirovskiy Zavod” opracował projekt i dokumentację techniczną dwuobwodowego modułu geotermalnego o mocy 1,5 MW na freonie R142v (zapasowe chłodziwo – izobutan). Moduł zasilający będzie w całości produkowany fabrycznie i dostarczany koleją, roboty budowlane i instalacyjne, a podłączenie do sieci będzie wymagało minimalnych kosztów. Oczekuje się, że koszt produkcji seryjnej modułów mocy spadnie do około 800 USD za kilowat zainstalowanej mocy. Wraz z GeoTPP działającym na jednorodnym niskowrzącym nośniku ciepła, ENIN opracowuje obiecującą instalację opartą na mieszanym płynie roboczym woda-amoniak. Główną zaletą takiej instalacji jest możliwość jej zastosowania w szerokim zakresie temperatur wód geotermalnych i mieszaniny parowo-wodnej (od 90 do 220оZ). Przy jednorodnym płynie roboczym odchylenie temperatury na wylocie wytwornicy pary o 10...20оC od obliczonego prowadzi do gwałtownego spadku wydajności cyklu - o 2.4 razy. Zmieniając stężenie składników mieszanego nośnika ciepła, można zapewnić akceptowalną wydajność instalacji w różnych temperaturach. Moc turbiny amoniakalno-wodnej w tym zakresie temperatur zmienia się o mniej niż 15%. Ponadto taka turbina ma najlepsze parametry wagowe i gabarytowe, a mieszanina wodno-amoniakalna ma lepsze właściwości wymiany ciepła, co pozwala na zmniejszenie metalochłonności i kosztów wytwornicy pary i skraplacza w porównaniu z modułem zasilającym opartym na jednorodny nośnik ciepła. Elektrownie takie mogą być szeroko stosowane do odzysku ciepła odpadowego z przemysłu. Mogą mieć duży popyt na międzynarodowym rynku sprzętu geotermalnego. Obliczenia GeoTEU z niskowrzącymi i mieszanymi płynami roboczymi przeprowadza się za pomocą tabel właściwości termodynamicznych i wykresów h - s par tych cieczy. Często wspominana w literaturze możliwość wykorzystania zasobów termicznych Oceanu Światowego wiąże się z problemem GeoTES. W tropikalnych szerokościach geograficznych temperatura wody morskiej na powierzchni wynosi około 25оC, na głębokości 500...1000 m - około 2...3оC. W 1881 roku D'Arsonval wyraził pomysł wykorzystania tej różnicy temperatur do produkcji energii elektrycznej. Schemat instalacji dla jednego z projektów realizacji tego pomysłu pokazano na ryc. 4.3.
Pompa 1 dostarcza ciepłą wodę powierzchniową do wytwornicy pary 2, gdzie odparowuje niskowrzący płyn chłodzący. Para o temperaturze około 20 st°C jest przesyłane do turbiny 3, która napędza generator elektryczny 4. Para wylotowa wchodzi do skraplacza 5 i jest skraplana przez zimną wodę głębinową dostarczaną przez pompę obiegową 6. Pompa zasilająca 7 zawraca chłodziwo do generatora pary. Wznosząc się przez ciepłe warstwy powierzchniowe, woda głęboka nagrzewa się do co najmniej 7...8°C, odpowiednio, odprowadzana mokra para chłodziwa będzie miała temperaturę co najmniej 12...13°C. W rezultacie sprawność cieplna tego cyklu będzie = 0,028, a dla rzeczywistego cyklu - mniej niż 2%. Jednocześnie oceaniczna CHP charakteryzuje się wysokimi kosztami energii na własne potrzeby, będzie wymagała bardzo dużego zużycia ciepłej i zimnej wody, a także chłodziwa, energochłonność pomp przekroczy energię generowaną przez jednostkę . W Stanach Zjednoczonych próby realizacji takich elektrowni w pobliżu Wysp Hawajskich nie dały pozytywnego rezultatu. Inny projekt oceanicznej elektrowni cieplnej – termoelektrycznej – polega na wykorzystaniu efektu Seebecka poprzez umieszczenie złączy termoelektrodowych w powierzchniowych i głębokich warstwach oceanu. Idealna sprawność takiej instalacji, jak dla obiegu Carnota, wynosi około 2%. Sekcja 3.2 pokazuje, że rzeczywista sprawność konwerterów termicznych jest o rząd wielkości niższa. W związku z tym do odprowadzania ciepła w warstwach powierzchniowych wód oceanicznych i przenoszenia ciepła w warstwach głębokich konieczne byłoby zbudowanie powierzchni wymiany ciepła („żagli podwodnych”) o bardzo dużej powierzchni. Jest to nierealne dla elektrowni o praktycznie zauważalnej mocy. Niska gęstość energii jest przeszkodą w wykorzystaniu oceanicznych rezerw ciepła. Autor: Labeish V.G. Zobacz inne artykuły Sekcja Alternatywne źródła energii. Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu. Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika: Maszyna do przerzedzania kwiatów w ogrodach
02.05.2024 Zaawansowany mikroskop na podczerwień
02.05.2024 Pułapka powietrzna na owady
01.05.2024
Inne ciekawe wiadomości: ▪ Włoski sekret długowieczności ▪ Przenośna bateria Asus ZenPower Max ▪ DPP-3 - Zasilacze trójfazowe TDK-Lambda na szynę DIN ▪ Mikrokontrolery Microchip PIC18F-Q41 Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika
Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej: ▪ sekcja serwisu Zasilacze. Wybór artykułu ▪ artykuł Wpływ alkoholu na organizm człowieka. Podstawy bezpiecznego życia ▪ artykuł Dlaczego bolą mięśnie po wysiłku? Szczegółowa odpowiedź ▪ artykuł Fotograf fotolitografii precyzyjnej. Standardowe instrukcje dotyczące ochrony pracy ▪ artykuł Wieczny atrament. Proste przepisy i porady
Zostaw swój komentarz do tego artykułu: Wszystkie języki tej strony Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn www.diagram.com.ua |